(57)【要約】【課題】緑色で且つ温度変動があっても移動しない扇面状ビームを出力することが出来る半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供する。【解決手段】赤色を非線形光学結晶（４）で緑色に波長変換し、緑色の線状ビームをロッドレンズ（９）で扇面状ビームにする。ロッドレンズ（９）の中軸心を非線形光学結晶（４）のｃ軸と平行にする。【効果】ライン状投影パターンを視認性のよい緑色にすることが出来る。温度が変化すると、ロッドレンズ（９）に入射する線状ビームの方向がＫＴＰ結晶のａ軸およびｂ軸を含む面内で移動するが、線状ビームの方向がａ−ｂ面内で移動しても、扇面状ビームの面内での移動であるため、事実上、ライン状投影パターンは移動しない。よって、レーザ墨出し器に好適である。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、前記半導体レーザから出力されたレーザ光により励起される固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒質を含む光共振器内に収容され前記光共振器で発振する基本波の第二高調波を出力する非線形光学結晶と、前記第二高調波の線状ビームを扇面状ビームにするためのロッドレンズとを備え、前記非線形光学結晶の結晶軸のいずれか一つと前記ロッドレンズの中心軸を平行または略平行にしたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記非線形光学結晶がＫＴｉＯＰＯ4結晶であり、前記ＫＴｉＯＰＯ4結晶のｃ軸と前記ロッドレンズの中心軸を平行または略平行にしたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記光共振器で１０６４ｎｍまたは１０６４ｎｍ程度の基本波を発振することを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、半導体レーザ励起固体レーザ装置に関し、さらに詳しくは、赤色以外の色で且つ温度変動があっても移動しない扇面状ビームを出力することが出来る半導体レーザ励起固体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザから出力される可視光の線状ビームをロッドレンズで扇面状ビームとし、ライン状投影パターンを得るレーザ墨出し装置が知られている（特許文献１、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２３３６７６号公報
【非特許文献１】吉村一成他「建築工事用携帯型レーザ墨出し器」松下電工技報（Ａｕｇ．２００２）第２２頁〜第２７頁
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のレーザ墨出し装置では、半導体レーザから出力される可視光のレーザ光が６３５ｎｍ程度の赤色であるため、扇面状ビームも赤色になっていた。ところが、赤色は視感度が悪く、特に昼間の明るい環境下ではライン状投影パターンが見えにくくなる問題点があった。
これに対して、光共振器で１０６４ｎｍ程度の基本波を発振し、それを非線形光学結晶により５３２ｎｍ程度の第二高調波に波長変換し、視認性に優れた緑色の線状ビームを出す半導体レーザ励起固体レーザ装置を用いることが考えられる。緑色の線状ビームをロッドレンズで扇面状ビームとすれば、緑色のライン状投影パターンを得ることが出来る。
しかし、本願発明者が鋭意研究したところ、温度変動の影響を受けて扇面状ビームが移動してしまい、その結果、緑色のライン状投影パターンが移動する問題点があることが判った。
そこで、本考案の目的は、赤色以外の色で且つ温度変動があっても移動しない扇面状ビームを出力することが出来る半導体レーザ励起固体レーザ装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本考案は、半導体レーザと、前記半導体レーザから出力されたレーザ光により励起される固体レーザ媒質と、前記固体レーザ媒質を含む光共振器内に収容され前記光共振器で発振する基本波の第二高調波を出力する非線形光学結晶と、前記第二高調波の線状ビームを扇面状ビームにするためのロッドレンズとを備え、前記非線形光学結晶の結晶軸のいずれか一つと前記ロッドレンズの中心軸を平行または略平行にしたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供する。
本願考案者が鋭意研究したところ、温度変動の影響を受けて扇面状ビームが移動してしまう原因は、ロッドレンズに入射する線状ビームが温度変動の影響を受けて移動し、その移動方向がロッドレンズの中心軸方向に平行な成分を持つためであると判った。さらに、温度変動の影響による線状ビームの移動方向は、非線形光学結晶の結晶軸のいずれか一つと直交する方向であることが判った。
そこで、上記第１の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、非線形光学結晶の結晶軸のいずれか一つとロッドレンズの中心軸を平行または略平行にしておく。すると、温度変動の影響により非線形光学結晶の結晶軸のいずれか一つと直交する方向に線状ビームが移動したとき、その移動方向はロッドレンズの中心軸方向に直交する方向になり、ロッドレンズの中心軸方向に平行な成分を持たないか又は持っても無視できる程度となる。つまり、扇面状ビームの面内での移動になり、事実上、扇面状ビームは移動しないことになる。すなわち、赤色以外の色で且つ温度変動があっても移動しない扇面状ビームを出力することが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本考案は、前記第１の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記非線形光学結晶がＫＴｉＯＰＯ4結晶であり、前記ＫＴｉＯＰＯ4結晶のｃ軸と前記ロッドレンズの中心軸を平行または略平行にしたことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供する。
上記第２の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、非線形光学結晶としてＫＴｉＯＰＯ4結晶（通称ＫＴＰ結晶）を用いるが、この場合、温度変動の影響によりＫＴｉＯＰＯ4結晶のｃ軸と直交する方向に線状ビームが移動する。そこで、ＫＴｉＯＰＯ4結晶のｃ軸とロッドレンズの中心軸を平行または略平行にしておけば、線状ビームの移動方向はロッドレンズの中心軸方向に直交する方向になり、ロッドレンズの中心軸方向に平行な成分を持たないか又は持っても無視できる程度となる。つまり、扇面状ビームの面内での移動になり、事実上、扇面状ビームは移動しないことになる。すなわち、赤色以外の色で且つ温度変動があっても移動しない扇面状ビームを出力することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本考案は、前記第２の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置において、前記光共振器で１０６４ｎｍまたは１０６４ｎｍ程度の基本波を発振することを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供する。
上記第３の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、視認性に優れた緑色で且つ温度変動があっても移動しない扇面状ビームを出力することが出来る。
【考案の効果】
【０００７】
本考案の半導体レーザ励起固体レーザ装置によれば、赤色以外の色で且つ温度変動があっても移動しない扇面状ビームを出力することが出来る。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図に示す実施例により本考案をさらに詳細に説明する。なお、これにより本考案が限定されるものではない。
【実施例１】
【０００９】
図１は、実施例１に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置１００を示す構成説明図である。
この半導体レーザ励起固体レーザ装置１００は、レーザ光を出射する半導体レーザ１と、レーザ光を集光する集光レンズ２と、集光されたレーザ光で励起され基本波を誘導放出する固体レーザ媒質３と、基本波を第二高調波に変換する非線形光学結晶４と、光共振器６の一端を構成すると共に第二高調波を透過させるミラー５と、ミラー５を透過した第二高調波の一部を取り出す光スプリッタ７と、光スプリッタ７を通過した第二高調波の線状ビームのビーム径を拡げる光エキスパンダ８と、光エキスパンダ８を通過した線状ビームを扇面状ビームとするロッドレンズ９と、光スプリッタ７で取り出した第二高調波を受光し電気信号に変換するフォトダイオード１０と、フォトダイオード１０での電気信号の強度が一定になるように半導体レーザ１の駆動電流を制御するＡＰＣ（Auto Power Control）回路１１とを具備する。
【００１０】
図示しないが、半導体レーザ１や非線形光学結晶４は、ペルチェ素子またはヒータにより適正な温度に制御される。
【００１１】
固体レーザ媒質３は、Ｎｄ：ＹＶＯ4である。
固体レーザ媒質３の半導体レーザ側端面には８０８.５ｎｍでは高透過率、１０６４ｎｍでは高反射率のコーティングが施されている。
【００１２】
非線形光学結晶４は、ＫＴｉＯＰＯ4結晶である。図１中に示すａ，ｂ，ｃは、ＫＴｉＯＰＯ4結晶のａ軸，ｂ軸，ｃ軸の方向を示している。図１から判るように、ロッドレンズ９の中心軸９ｃは、ＫＴｉＯＰＯ4結晶のｃ軸に平行である。
なお、固体レーザ媒質３であるＮｄ：ＹＶＯ4のｃ軸とＫＴｉＯＰＯ4結晶のｃ軸とは、４５度の角度を持つように配置される。
【００１３】
半導体レーザ１は、Ｎｄ：ＹＶＯ4の吸収ピークである８０８．５ｎｍ付近の波長のレーザ光を出す。
固体レーザ媒質３の半導体レーザ側端面と凹面ミラー５との間で光共振器６が構成され、１０６４ｎｍの基本波が発振する。
【００１４】
非線形光学結晶４を通過する１０６４ｎｍの基本波は、第二高調波である５３２ｎｍの第二高調波に変換され出射される。
【００１５】
ロッドレンズ９の表面には、ゴーストを防ぐため、５３２ｎｍに対するＡＲコートが施されている。
【００１６】
実施例１に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置１００によれば、ライン状投影パターンを視認性のよい緑色にすることが出来る。また、使用環境等により非線形光学結晶４の温度が変化すると、ロッドレンズ６に入射する線状ビームの方向がＫＴＰ結晶のａ軸およびｂ軸を含む面内で移動するが、線状ビームの方向がＫＴＰ結晶のａ軸およびｂ軸を含む面内で移動しても、扇面状ビームの面内での移動であるため、事実上、ライン状投影パターンは移動しない。
【実施例２】
【００１７】
図２は、実施例２に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置２００を示す構成説明図である。
この半導体レーザ励起固体レーザ装置２００では、固体レーザ媒質３と非線形光学結晶４を接着剤などで貼り合せ、非線形光学結晶４の反半導体レーザ側面には１０６４ｎｍでは高反射率、５３２ｎｍでは低反射率のコーティングが施されている。つまり、結晶内部で光共振器６が構成されている。その他は、実施例１に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置１００と同じである。
【実施例３】
【００１８】
固体レーザ媒質３として、Ｎｄ：ＹＶＯ4の代わりに、Ｎｄ：ＧｄＶＯ4やＮｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦなどを用いてもよい。Ｎｄ：ＹＡＧは、単結晶または微細結晶を焼結したセラミックを用いてもよい。
非線形光学結晶４として、ＫＴｉＯＰＯ4結晶の代わりに、ＬｉＢ3Ｏ5結晶やＫＮｂＯ5結晶を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本考案の半導体レーザ励起固体レーザ装置は、レーザ墨出し器に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成説明図である。
【図２】実施例２に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の構成説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１                        半導体レーザ
２                        集光レンズ
３                        固体レーザ媒質
４                        非線形光学結晶
５                        ミラー
６                        光共振器
７                        光スプリッタ
８                        ビームエキスパンダ
９                        ロッドレンズ
１０                      フォトダイオード
１１                      ＡＰＣ回路
１００，２００            半導体レーザ励起固体レーザ装置
【図１】
0003119394.tif 000003
【図２】
0003119394.tif 000004